Nato il 12 novembre 1940 a Montemignaio (AR). Passista scalatore. Professionista dal 1964 al 1969 con 5 vittorie. Toscano simpatico e cordiale, con gli atteggiamenti tipici del bravo ragazzo, dopo essere stato un buon dilettante (finì tra l'altro quinto nel Tour de l'Avenir '63), ha dedicato la maggior parte della sua breve carriera professionistica ad aiutare e sostenere il capitano Bitossi, al quale era legato da sincera amicizia. Nelle giornate di libertà, raggiunse risultati importanti, in particolare nei grandi Giri, dove poté mostrare con compiutezza la sua solidità e regolarità. Fra Giro d'Italia, Tour de France e de Suisse, vinse complessivamente quattro tappe e ottenne significativi piazzamenti finali. Al Giro '64 finì settimo, dopo aver vinto la frazione Lavarone-Podavena, al termi-ne di un finale dalle tinte epiche consumato su una strada di inizio secolo fra sassi e polvere. Terminò la "corsa rosa" al quarto posto nel '65 e vinse la tappa di Tirano nell'edizione '67, proprio nel giorno in cui Gimondi portò il decisivo attacco ad Anquetil, che gli valse il suo primo Giro d'Italia. Sempre in quell'anno, vinse il tappone Bellinzona Chateaux d'Oex del Giro di Svizzera, una frazione di 303 km che valse all'amico Bitossi, la conquista della maglia oro finale. Pure Marcello Mugnaini finì sul podio, terzo. Una gran bella vittoria di tappa la conseguì pure nel Tour de France '66, quando trionfò solitario nella Pau-Luchon. In quel Tour chiuse al quinto posto assoluto, mentre nell'edizione successiva fu protagonista di una drammatica caduta, causata da un cane finito in mezzo al gruppo, nel corso di una tappa che poi divenne storica a causa della morte di Tommy Simpson lungo i pendii del Mont Ventoux: la Mar-siglia Carpentras. I postumi di quella caduta, furono probabilmente la causa tanto fisica quanto psicologica, del suo improvviso tramonto e del suo anticipato abbandono dell'attività agonistica, avvenuto nel 1969. Marcello Mugnaini, gran signore come persona e dotato di evidente classe atletica, lasciò al ragazzino sottoscritto un gran bel ricordo: fui davvero dispiaciuto quando appese la bici al chiodo. Anche suo fratello Gabriele, di 10 anni più giovane, riuscì ad arrivare al professionismo, ma non lo valeva e chiuse la carriera nel '78, senza vincere nessuna corsa.